Пленоптические технологии станут достаточно компактными, чтобы поместиться в смартфон или планшет. Каждый раздражается, когда снятая смартфоном фотография выходит расплывчатой. Но вскоре всё изменится: Toshiba трудится над новым датчиком камеры для мобильных устройств, позволяющим перефокусировать готовый снимок, изменив его резкость на нужную. Другими словами, в процессе фотографирования можно щелкать как угодно, не обращая внимания, находится ли объект в фокусе. В этом нет никакого волшебства: за всё отвечает особая оптика.
Речь идет о модуле камеры, выполненном в кубической форме со стороной в 10 мм, то есть достаточно компактном для смартфона или планшета. Светочувствительный датчик размером 5Ч7 мм содержит массив из более полумиллиона миниатюрных линз каждая с диаметром 0,03 мм. Здесь прослеживается аналогия с фасеточным глазом насекомого. Каждый из оптических элементов захватывает чуть отличающееся изображение, а программное обеспечение объединяет кусочки в целое. Технология позволяет камере выполнять точное измерение расстояния до объекта, за которым она наблюдает, через опору на различия между крошечными изображениями – по аналогии с двухобъективными камерами, снимающими 3D-фото.
Новационная камера Toshiba позволяет настраивать фокус на уже снятом изображении и выдавать фотографии с наведенной резкостью на всем снимке целиком. Видеосъемка может быть обработана так, что объекты на переднем плане сохранятся, тогда как фон будет полностью устранен или заменен.
Образцы новинки будут готовы к весне 2014 года.
Описанная технология уже нашла воплощение в коммерческом продукте, но он размером с ладонь.
Американский стартап Lytro выпускает камеры светового поля, или пленоптические (от лат. plenus, полный + др.-греч. ὀπτικός, зрительный), позволяющие реализовать уникальную возможность: настройку фокусировки кадра можно осуществлять программными средствами уже после его съемки – и это действительно революция, переворачивающая традиционные представлениях о возможностях фототехники.
Немного теории: оптическая система обычных фотоаппаратов позволяет выбрать для каждого снимка только одну точку наведения фокуса, и здесь очень просто ошибиться – если объект получится нерезким, его придется переснимать, но зачастую это не всегда возможно. Если дополнить конструкцию обычной камеры набором микролинз, расположив их между объективом и светочувствительным датчиком, каждая из них сформирует на своем участке последнего подкадр, соответствующий некоторому участку снимаемого полного кадра. Посредством математической обработки этой информации можно получать данные о расстоянии до соответствующего участка сфотографированной сцены, то есть менять фокус по желанию уже после съемки. Каждый подкадр содержит также сведения о цвете и его яркости.
{youtube}7babcK2GH3I{/youtube}
Что в итоге? Пленоптическая технология не только позволит вообще отказаться от сложнейших подходов к автоматической фокусировке с попутным уменьшением времени, необходимым для спуска затвора, но и обеспечит подавление артефактов аберрации объектива и виньетирования программными средствами, а конструкция самих объективов упростится. Ну а выставление фокуса на фотографиях станет таким же привычным делом, как нынешнее регулирование экспозиции или баланса белого на уже готовых кадрах. И правда: дальнейший рост разрешающей способности датчиков камер не имеет смысла, тем паче в практике фотолюбителей огромные матрицы не нужны вовсе – куда важнее композиция кадра и учет игры света и теней.
Вопросы, конечно, есть: для изготовления пленоптических камер нужны датчики с очень высоким разрешением, но в данном случае уменьшение физического размера светочувствительных элементов на матрице не приведет к росту цифрового шума на фотографиях.